下面的源码以jdk1.7为主,jdk1.8有了一些新的改变，会在文章中说明。
HashMap实现了Map接口，即允许放入key为null的元素，也允许插入value为null的元素；除该类未实现同步外，其余跟Hashtable大致相同；跟TreeMap不同，该容器不保证元素顺序，根据需要该容器可能会对元素重新哈希，元素的顺序也会被重新打散，因此不同时间迭代同一个HashMap的顺序可能会不同。
根据对冲突的处理方式不同，哈希表有两种实现方式，一种开放地址方式（Open addressing），另一种是冲突链表方式（Separate chaining with linked lists）。Java HashMap采用的是冲突链表方式。

从上图容易看出，如果选择合适的哈希函数，put()和get()方法可以在常数时间内完成。但在对HashMap进行迭代时，需要遍历整个table以及后面跟的冲突链表。因此对于迭代比较频繁的场景，不宜将HashMap的初始大小设的过大。

有两个参数可以影响HashMap的性能：初始容量（inital capacity）和负载系数（load factor）。初始容量指定了初始table的大小，负载系数用来指定自动扩容的临界值。当entry的数量超过capacity*load_factor时，容器将自动扩容并重新哈希。对于插入元素较多的场景，将初始容量设大可以减少重新哈希的次数。

将对象放入到HashMap或HashSet中时，有两个方法需要特别关心：hashCode()和equals()。hashCode()方法决定了对象会被放到哪个bucket里，当多个对象的哈希值冲突时，equals()方法决定了这些对象是否是“同一个对象”。所以，如果要将自定义的对象放入到HashMap或HashSet中，需要*@Override*hashCode()和equals()方法。

方法剖析

get()

get(Object key)方法根据指定的key值返回对应的value，该方法调用了getEntry(Object key)得到相应的entry，然后返回entry.getValue()。因此getEntry()是算法的核心。
算法思想是首先通过hash()函数得到对应bucket的下标，然后依次遍历冲突链表，通过key.equals(k)方法来判断是否是要找的那个entry。

上图中hash(k)&(table.length-1)等价于hash(k)%table.length，原因是HashMap要求table.length必须是2的指数，因此table.length-1就是二进制低位全是1，跟hash(k)相与会将哈希值的高位全抹掉，剩下的就是余数了。

//getEntry()方法
final Entry<K,V> getEntry(Object key) {......int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);for (Entry<K,V> e = table[hash&(table.length-1)];//得到冲突链表e != null; e = e.next) {//依次遍历冲突链表中的每个entryObject k;//依据equals()方法判断是否相等if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))return e;}return null;
}

put()

put(K key, V value)方法是将指定的key, value对添加到map里。该方法首先会对map做一次查找，看是否包含该元组，如果已经包含则直接返回，查找过程类似于getEntry()方法；如果没有找到，则会通过addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex)方法插入新的entry，插入方式为头插法。

//addEntry()
void addEntry(int hash, K key, V value, int bucketIndex) {if ((size >= threshold) && (null != table[bucketIndex])) {resize(2 * table.length);//自动扩容，并重新哈希hash = (null != key) ? hash(key) : 0;bucketIndex = hash & (table.length-1);//hash%table.length}//在冲突链表头部插入新的entryEntry<K,V> e = table[bucketIndex];table[bucketIndex] = new Entry<>(hash, key, value, e);size++;
}

remove()

remove(Object key)的作用是删除key值对应的entry，该方法的具体逻辑是在removeEntryForKey(Object key)里实现的。removeEntryForKey()方法会首先找到key值对应的entry，然后删除该entry（修改链表的相应引用）。查找过程跟getEntry()过程类似。

//removeEntryForKey()
final Entry<K,V> removeEntryForKey(Object key) {......int hash = (key == null) ? 0 : hash(key);int i = indexFor(hash, table.length);//hash&(table.length-1)Entry<K,V> prev = table[i];//得到冲突链表Entry<K,V> e = prev;while (e != null) {//遍历冲突链表Entry<K,V> next = e.next;Object k;if (e.hash == hash &&((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {//找到要删除的entrymodCount++; size--;if (prev == e) table[i] = next;//删除的是冲突链表的第一个entryelse prev.next = next;return e;}prev = e; e = next;}return e;
}

链表转红黑树

从 JDK 1.8 开始，一个桶存储的链表长度大于 8 时会将链表转换为红黑树。

插入节点的方式

jdk1.7为头插法，jdk1…8为尾插法。

与 HashTable 的比较

HashTable 使用 synchronized 来进行同步。
HashMap 可以插入键为 null 的 Entry。
HashMap 的迭代器是 fail-fast 迭代器。
HashMap 不能保证随着时间的推移 Map 中的元素次序是不变的。

HashSet

前面已经说过HashSet是对HashMap的简单包装，对HashSet的函数调用都会转换成合适的HashMap方法，因此HashSet的实现非常简单，只有不到300行代码。这里不再赘述。

//HashSet是对HashMap的简单包装
public class HashSet<E>
{......private transient HashMap<E,Object> map;//HashSet里面有一个HashMap// Dummy value to associate with an Object in the backing Mapprivate static final Object PRESENT = new Object();public HashSet() {map = new HashMap<>();}......public boolean add(E e) {//简单的方法转换return map.put(e, PRESENT)==null;}......
}

本文参考github的一篇文章以及HashMap到底是插入链表头部还是尾部

HashMap源码探究相关推荐

Java 1.8 HashMap源码探究
(#)最近听说1.8的HashMap引入了红黑树做了性能的优化,遂又把出了源码来研究研究(留下口,后面再写) 转载于:https://www.cnblogs.com/wscit/p/6730136.h ...
HashMap源码实现分析
点击上方蓝色"方志朋",选择"设为星标" 回复"666"获取独家整理的学习资料! 一.前言 HashMap 顾名思义,就是用hash表的原理 ...
Java源码详解二：HashMap源码分析--openjdk java 11源码
文章目录 HashMap.java介绍 1.HashMap的get和put操作平均时间复杂度和最坏时间复杂度 2.为什么链表长度超过8才转换为红黑树 3.红黑树中的节点如何排序本系列是Java详解, ...
Vue源码探究-全局API
Vue源码探究-全局API 本篇代码位于vue/src/core/global-api/ Vue暴露了一些全局API来强化功能开发,API的使用示例官网上都有说明,无需多言.这里主要来看一下全局API ...
JDK 1.6 HashMap 源码分析
前言前段时间研究了一下JDK 1.6 的 HashMap 源码,把部份重要的方法分析一下,当然HashMap中还有一些值得研究得就交给读者了,如有不正确之处还望留言指正. 准备需要熟悉数组 ...
HashMap 源码详细分析(JDK1.8)
1. 概述本篇文章我们来聊聊大家日常开发中常用的一个集合类 - HashMap.HashMap 最早出现在 JDK 1.2中,底层基于散列算法实现.HashMap 允许 null 键和 null 值 ...
Java类集框架 —— HashMap源码分析
HashMap是基于Map的键值对映射表,底层是通过数组.链表.红黑树(JDK1.8加入)来实现的. HashMap结构 HashMap中存储元素,是将key和value封装成了一个Node,先以一个 ...
Java集合：HashMap源码剖析
一.HashMap概述二.HashMap的数据结构三.HashMap源码分析 1.关键属性 2.构造方法 3.存储数据 4.调整大小 5.数据读取 ...
Mybatis 源码探究 (4) 将sql 语句中的#{id} 替换成 ‘?
Mybatis 源码探究 (4) 将sql 语句中的#{id} 替换成 '? 出于好奇,然后就有了这篇文章啦. 源码给我的感觉,是一座大山的感觉.曲曲折折的路很多,点进去就有可能出不来. 不过慢慢看下 ...

HashMap源码探究